Какова массовая доля фенола в растворе толуола, если порцию раствора массой 20 г обработали избытком натрия, и в результате реакции образовался газ объемом 672 мл (н.у.)?

Химия 11 класс Расчеты в химии (стехиометрия) массовая доля фенола раствор толуола натрий газ объем 672 мл химия 11 класс Новый

Для решения задачи нам нужно определить массовую долю фенола в растворе толуола, используя данные о реакции с натрием. Начнем с того, что в результате реакции фенола с натрием образуется газ — водород.

Шаг 1: Найдем количество вещества водорода.

Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л (или 22400 мл).

• Объем газа, который образовался: 672 мл.
• Количество вещества водорода (n) можно найти по формуле: n = V / Vm, где V — объем газа, Vm — молярный объем (22,4 л).

Переведем объем в литры: 672 мл = 0,672 л.

Теперь подставим значения:

• n = 0,672 л / 22,4 л/моль = 0,03 моль.

Шаг 2: Найдем количество вещества фенола.

Реакция фенола с натрием описывается следующим уравнением:

2 C6H5OH + 2 Na → 2 C6H5ONa + H2↑

Из уравнения видно, что 2 моль фенола дают 1 моль водорода. Значит, количество вещества фенола, реагировавшего с натрием, будет:

• n(C6H5OH) = 2 * n(H2) = 2 * 0,03 моль = 0,06 моль.

Шаг 3: Найдем массу фенола.

Молярная масса фенола (C6H5OH) составляет:

• C (углерод) = 12 г/моль, H (водород) = 1 г/моль, O (кислород) = 16 г/моль.
• Молярная масса = (6 * 12) + (5 * 1) + 16 = 72 + 5 + 16 = 93 г/моль.

Теперь можем найти массу фенола:

• m(C6H5OH) = n * M = 0,06 моль * 93 г/моль = 5,58 г.

Шаг 4: Найдем массу толуола в растворе.

Общая масса раствора равна 20 г. Масса толуола будет равна:

• m(toluol) = 20 г - m(C6H5OH) = 20 г - 5,58 г = 14,42 г.

Шаг 5: Найдем массовую долю фенола в растворе.

Массовая доля фенола (w) рассчитывается по формуле:

w = (m(C6H5OH) / m(раствор)) * 100%

• w = (5,58 г / 20 г) * 100% = 27,9%.

Ответ: Массовая доля фенола в растворе толуола составляет 27,9%.